JP5459257B2 - Manufacturing method of silicon epitaxial wafer - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法に関し、具体的には、リフトピン及びリフトピン昇降機構を有し、サセプタ上にポリシリコン膜が形成された気相成長装置を用いたエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a silicon epitaxial wafer, and more specifically to a method for manufacturing an epitaxial wafer using a vapor phase growth apparatus having a lift pin and a lift pin lifting mechanism and having a polysilicon film formed on a susceptor.
シリコン等の半導体基板(以下、ウェーハという)上に単結晶薄膜等を気相成長させる気相成長装置として、枚葉式の気相成長装置が知られている。
この枚葉式の気相成長装置は、原料ガスが供給される反応容器内にサセプタを備え、このサセプタには、ウェーハを載置するための載置面が形成されている。そして、この載置面に設けられた貫通孔に挿通してリフトピンが摺動自在に配設されている。
A single-wafer type vapor phase growth apparatus is known as a vapor phase growth apparatus for vapor-depositing a single crystal thin film or the like on a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a wafer) such as silicon.
This single wafer type vapor phase growth apparatus includes a susceptor in a reaction vessel to which a source gas is supplied, and a mounting surface for mounting a wafer is formed on the susceptor. A lift pin is slidably disposed through a through hole provided in the mounting surface.
このリフトピンは、その頭部が載置面に臨むように配設されている。そして、リフトピンを昇降させてその頭部をウェーハの裏面と接離させることにより、載置面にウェーハを載置したり、載置面からウェーハを取り出したりできるように構成されている。即ち、リフトピンの頭部にウェーハを載置した状態で、リフトピンを摺動させてその頭部を載置面に没入させることで、ウェーハが載置面に載置される。こうして載置面にウェーハを載置して、反応容器内に原料ガスを供給し、ウェーハ上に単結晶薄膜を気相成長させる。気相成長後のウェーハは、載置面からリフトピンの頭部を突出させることで上方に突き出される。こうして突き出されたウェーハは、ハンドラ等の搬送手段により反応容器外へ搬送される。 This lift pin is arranged so that its head faces the mounting surface. The lift pins are moved up and down so that their heads are brought into contact with and away from the back surface of the wafer, so that the wafer can be placed on the placement surface and the wafer can be taken out from the placement surface. That is, in a state where the wafer is placed on the head of the lift pin, the wafer is placed on the placement surface by sliding the lift pin and immersing the head on the placement surface. In this way, the wafer is mounted on the mounting surface, the source gas is supplied into the reaction vessel, and the single crystal thin film is vapor-phase grown on the wafer. The wafer after the vapor phase growth is protruded upward by projecting the head of the lift pin from the mounting surface. The wafer thus protruded is transferred out of the reaction vessel by a transfer means such as a handler.
気相成長装置を用いたシリコンエピタキシャルウェーハの製造では、H2とSi原料ガスであるSiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4などのガスを用いて、ウェーハ上にSiのエピタキシャル成長を行う。このエピタキシャル成長時にチャンバー内にもシリコンが成長するため、この装置の部材に成長したシリコンを定期的に除去する必要があり、この除去のためにHClガスによるクリーニングが行われる。 In the manufacture of a silicon epitaxial wafer using a vapor phase growth apparatus, Si is epitaxially grown on the wafer by using a gas such as H 2 and Si source gases such as SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , and SiCl 4 . Since silicon grows in the chamber during this epitaxial growth, it is necessary to periodically remove the silicon grown on the members of this apparatus, and cleaning with HCl gas is performed for this removal.
気相成長装置では、SUS等の耐腐食性の高い金属による部材でも、高濃度HCl雰囲気では腐食が進み、金属を含むガス(金属塩化物など)となり、ウェーハに取り込まれ、エピプロセス中にウェーハが金属で汚染されるという問題がある。 In the vapor phase growth apparatus, even a member made of highly corrosion-resistant metal such as SUS is corroded in a high-concentration HCl atmosphere, becomes a gas containing metal (metal chloride, etc.), is taken into the wafer, and the wafer is processed during the epi process. Is contaminated with metal.
また、サセプタの材料は黒鉛であり、サセプタ起因の炭素汚染もある。この炭素汚染の防止対策として特許文献1に記載されているように、サセプタ表面はSiC被膜によりコーティングされている。 The material of the susceptor is graphite, and there is also carbon contamination due to the susceptor. As described in Patent Document 1, the susceptor surface is coated with a SiC film as a countermeasure against the carbon contamination.
上記HClクリーニング後の汚染レベルの低減、ヘイズレベルの安定化などの観点から、サセプタのウェーハ載置面上のSiC被膜上に、さらにポリシリコン膜成長を行い、同時に副生成物で金属部材の被覆を行っている。 From the viewpoint of reducing the contamination level after HCl cleaning and stabilizing the haze level, a polysilicon film is further grown on the SiC film on the wafer mounting surface of the susceptor, and at the same time, a metal product is coated with a by-product. It is carried out.
ここで、図3はサセプタのウェーハ載置面上のポリシリコン膜の膜厚とシリコンエピタキシャルウェーハの不純物濃度との関係を表すグラフを示した図である。図3に示すように、サセプタのウェーハ載置面上にポリシリコン膜を厚く形成することで、製造されるエピタキシャルウェーハに取り込まれるNiやMoなどの不純物濃度を抑え、汚染レベルを低減できることがわかっている。しかしながら、サセプタとリフトピンの上にポリシリコン膜を厚く成長させると、サセプタとリフトピンの貼り付きによって、リフトピン動作時に動きが安定せず動作にガタツキが生じるとともに、貼り付いたポリシリコンの剥離などによるパーティクルが発生し、製造されるエピタキシャルウェーハのパーティクルレベルが悪化してしまう問題や、装置の動作トラブルによる操業停止を引き起こしてしまう問題がある。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the thickness of the polysilicon film on the wafer mounting surface of the susceptor and the impurity concentration of the silicon epitaxial wafer. As shown in FIG. 3, it can be seen that by forming a thick polysilicon film on the wafer mounting surface of the susceptor, the concentration of impurities such as Ni and Mo taken into the manufactured epitaxial wafer can be suppressed, and the contamination level can be reduced. ing. However, if a thick polysilicon film is grown on the susceptor and the lift pin, the sticking of the susceptor and the lift pin causes the movement to be unstable during the lift pin operation, causing the operation to be unstable, and particles due to peeling of the attached polysilicon. Occurs, the particle level of the manufactured epitaxial wafer is deteriorated, and the operation is stopped due to the operation trouble of the apparatus.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、製造されるエピタキシャルウェーハのパーティクルレベルの悪化を十分に抑制しながら、汚染レベルを低減し、低コストで安定して製造を行うことができるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is capable of stably producing at a low cost by reducing the contamination level while sufficiently suppressing the deterioration of the particle level of the produced epitaxial wafer. It is an object of the present invention to provide a method for producing a silicon epitaxial wafer capable of achieving the above.
上記目的を達成するために、本発明は、リフトピンを通過させるためのリフトピン貫通孔を有するサセプタのウェーハ載置面上に、原料ガスを供給することによってポリシリコン膜を成長させる工程と、前記ウェーハ載置面上にポリシリコン膜が形成されたサセプタ上にウェーハを載置し、原料ガスを供給しながら前記ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させる工程と、を有するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法であって、前記ポリシリコン膜成長中に、少なくとも1回以上前記リフトピンとサセプタを相対的に上下動させることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a step of growing a polysilicon film by supplying a source gas on a wafer mounting surface of a susceptor having lift pin through holes for allowing the lift pins to pass therethrough, and the wafer A method for producing a silicon epitaxial wafer comprising: placing a wafer on a susceptor having a polysilicon film formed on a placement surface; and vapor-growing an epitaxial layer on the wafer while supplying a raw material gas. A method for manufacturing a silicon epitaxial wafer is provided, wherein the lift pins and the susceptor are relatively moved up and down at least once during the growth of the polysilicon film.
このようにすることによって、サセプタ上に形成されるポリシリコン膜の膜厚を厚くしたとしてもサセプタとリフトピンとの貼り付きを抑止することができるため、低コストで且つ容易に、装置の動作トラブルによる操業停止を回避しつつ、製造されるシリコンエピタキシャルウェーハのパーティクルレベルの悪化を抑制することができる。
さらに、パーティクルレベルに左右されずにポリシリコン膜を厚くすることができるため、汚染レベル、ヘイズレベル等が低減された高品質のシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。
By doing so, even if the thickness of the polysilicon film formed on the susceptor is increased, sticking between the susceptor and the lift pin can be suppressed, so that the operation trouble of the apparatus can be easily performed at low cost. The deterioration of the particle level of the manufactured silicon epitaxial wafer can be suppressed while avoiding the operation stop due to the above.
Furthermore, since the polysilicon film can be made thick regardless of the particle level, a high-quality silicon epitaxial wafer with reduced contamination level, haze level, etc. can be manufactured.
またこのとき、前記ポリシリコン膜を、SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4のうち少なくとも一つの原料ガスから生成することが好ましい。 At this time, it is preferable that the polysilicon film is generated from at least one source gas of SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , and SiCl 4 .
このようにすれば、サセプタ上に形成したポリシリコン膜はエピタキシャルプロセス中でも除去されず、さらに処理するウェーハに対して不純物とならないため、より生産性の高い気相成長を行うことができる。 In this way, the polysilicon film formed on the susceptor is not removed even during the epitaxial process and does not become an impurity for the wafer to be processed, so that vapor phase growth with higher productivity can be performed.
またこのとき、前記ポリシリコン膜成長工程を、1000〜1180℃に加熱した気相成長装置のチャンバー内に前記原料ガスを導入することによって行うことが好ましい。
このようにすれば、簡易な方法でポリシリコン膜をより効率的に形成することができる。
At this time, it is preferable that the polysilicon film growth step is performed by introducing the source gas into a chamber of a vapor phase growth apparatus heated to 1000 to 1180 ° C.
In this way, the polysilicon film can be formed more efficiently by a simple method.
またこのとき、前記成長中のポリシリコン膜の膜厚が8μm以上20μm以下の範囲となったときに、1回以上前記リフトピンとサセプタを相対的に上下動させることができる。
このようにすれば、より効率的にサセプタとリフトピンとの貼り付きを抑止することができるため好ましい。
At this time, when the thickness of the growing polysilicon film is in the range of 8 μm to 20 μm, the lift pins and the susceptor can be moved up and down relatively once or more.
This is preferable because sticking between the susceptor and the lift pin can be suppressed more efficiently.
以上のように、本発明によれば、パーティクルレベルが抑制されたシリコンエピタキシャル層を低コストで効率的に気相成長させることができ、さらに、サセプタ上に形成するポリシリコン膜の膜厚を厚くすることができるため、汚染レベル、ヘイズレベル等が低減された高品質のシリコンエピタキシャルウェーハを安定して生産性良く製造することができる。 As described above, according to the present invention, the silicon epitaxial layer in which the particle level is suppressed can be efficiently vapor-phase grown at low cost, and the thickness of the polysilicon film formed on the susceptor is increased. Therefore, a high-quality silicon epitaxial wafer with reduced contamination level, haze level, etc. can be stably produced with high productivity.
以下、本発明の実施形態の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, although an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to this.
本発明の製造方法において用いられる気相成長装置として、例えば図1に示す枚葉式の気相成長装置について以下説明するが、本発明はこれには限定されず、縦型、バレル型等の各種の気相成長装置を用いた場合であっても適用することができる。 As a vapor phase growth apparatus used in the manufacturing method of the present invention, for example, a single wafer type vapor phase growth apparatus shown in FIG. 1 will be described below, but the present invention is not limited to this, and a vertical type, barrel type, etc. The present invention can be applied even when various vapor phase growth apparatuses are used.
図1に示す気相成長装置1のチャンバー(反応容器)2内において、サセプタ3はウェーハ回転機構4に接続されており、該ウェーハ回転機構4によって気相成長中はサセプタ3を回転させて、シリコンエピタキシャル層をウェーハW上に膜厚均一に気相成長させる。 In the chamber (reaction vessel) 2 of the vapor phase growth apparatus 1 shown in FIG. 1, the susceptor 3 is connected to a wafer rotation mechanism 4, and the wafer rotation mechanism 4 rotates the susceptor 3 during vapor phase growth. The silicon epitaxial layer is vapor-phase grown on the wafer W with a uniform film thickness.
このサセプタ3には、リフトピン5を通過させるためのリフトピン貫通孔6が開いており、ウェーハリフトシャフト7によってリフトピン5を上下動させることによって、サセプタ3上に載置されたウェーハWを上下動させることができる。
The susceptor 3 has lift pin through
チャンバー2には、チャンバー2内に原料ガス及びキャリアガス(例えば、水素)を含む気相成長ガスをサセプタ3の上側の領域に導入して、サセプタ3上に載置されたウェーハWの主表面上に原料ガスとキャリアガスを供給するガス導入管8が接続されている。
また、チャンバー2のガス導入管8が接続された側の反対側には、チャンバー2内からガスを排出するガス排出管9が接続されている。
In the chamber 2, a vapor phase growth gas containing a source gas and a carrier gas (for example, hydrogen) in the chamber 2 is introduced into an upper region of the susceptor 3, and the main surface of the wafer W placed on the susceptor 3. A
A
以下、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の一例について説明するが、本発明はこれに限定されるわけではない。 Hereinafter, although an example of the manufacturing method of the epitaxial wafer of this invention is demonstrated, this invention is not necessarily limited to this.
図1に示したような気相成長装置を用いて、先ず、サセプタ3にウェーハWを載置する前に、ガス導入管8から原料ガス及びキャリアガスを導入し、サセプタ3のウェーハ載置面上にポリシリコン膜を成長させる。
Using the vapor phase growth apparatus as shown in FIG. 1, first, before the wafer W is placed on the susceptor 3, the source gas and the carrier gas are introduced from the
ここで、前記ポリシリコン膜を形成する前に、例えば、チャンバー2を1100〜1200℃まで加熱し、HClガスを導入することで、チャンバー2内壁に前の製造で堆積したポリシリコンを、気相エッチングで除去してクリーニングしても良い。 Here, before forming the polysilicon film, for example, by heating the chamber 2 to 1100 to 1200 ° C. and introducing HCl gas, the polysilicon deposited in the previous manufacture on the inner wall of the chamber 2 is vaporized. It may be removed by etching and cleaned.
このクリーニング工程では、前の製造の気相成長時にチャンバー内壁等に堆積したポリシリコンが、シリコンエピタキシャル層のパーティクル等の原因にならないようにエッチング除去する。この際、チャンバー2内の金属表面がHClガスにより腐食され、特にクリーニング後最初の気相成長において、腐食された金属がウェーハ中に取り込まれて不純物汚染が生じることがある。 In this cleaning step, the polysilicon deposited on the inner wall of the chamber at the time of vapor phase growth in the previous manufacturing is removed by etching so as not to cause particles or the like of the silicon epitaxial layer. At this time, the metal surface in the chamber 2 is corroded by HCl gas, and in particular, in the first vapor phase growth after cleaning, the corroded metal may be taken into the wafer to cause impurity contamination.
上記のような汚染を抑制するために、上記クリーニング後に、サセプタ3のウェーハ載置面を、原料ガスから生成されたポリシリコン膜で被覆する。このとき同時に、気相成長装置1を構成する部材のうちチャンバー2内に金属の表面が露出された部材の該露出された金属の表面が、原料ガスから生成された副生成物からなる被覆膜で被覆される。これらによって、クリーニング時に腐食された金属が、気相成長時にウェーハに取り込まれることを抑制できる。 In order to suppress the contamination as described above, the wafer mounting surface of the susceptor 3 is covered with a polysilicon film generated from the source gas after the cleaning. At the same time, among the members constituting the vapor phase growth apparatus 1, the exposed metal surface of the member whose metal surface is exposed in the chamber 2 is coated with a by-product generated from the source gas. Covered with a membrane. By these, it can suppress that the metal corroded at the time of cleaning is taken in into a wafer at the time of vapor phase growth.
好ましいポリシリコン膜及び被覆膜の形成方法としては、まず、チャンバー2内を1000〜1180℃まで加熱する。その際、チャンバー2を構成するステンレス等の金属部材には、十分な冷却水を流しておく。次に、ガス導入管8から原料ガスを導入することで、高温となったサセプタ上にはポリシリコン膜が、比較的低温に保たれた金属部材上には被覆膜が同時に形成される。
As a preferable method for forming the polysilicon film and the coating film, first, the inside of the chamber 2 is heated to 1000 to 1180 ° C. At that time, sufficient cooling water is allowed to flow through a metal member such as stainless steel constituting the chamber 2. Next, by introducing the raw material gas from the
ここで、サセプタのウェーハ載置面に形成するポリシリコン膜は、厚さ6μm以上とすれば、ウェーハへの汚染量を大きく低減することができるため好ましい。
尚、ポリシリコン膜の厚さが20μmを超えるように形成しても、製造されるエピタキシャルウェーハの品質等に問題は無いが、ウェーハ内に取り込まれる不純物は検出下限値以下まで既に低下しており、ポリシリコン膜を厚くすることによる不純物低減効果の向上はこれ以上期待できないどころか、生産性が悪化し、サセプタや金属部材等の被覆のためのコストが高くなってしまうことが考えられる。従って、ポリシリコン膜の厚さを20μm以下とすれば、被覆が容易で生産性を高く保つことができ、さらに、気相成長後にポリシリコン膜を除去するのも容易であるため好ましい。
Here, it is preferable that the polysilicon film formed on the wafer mounting surface of the susceptor has a thickness of 6 μm or more because the amount of contamination on the wafer can be greatly reduced.
Even if the polysilicon film is formed to have a thickness exceeding 20 μm, there is no problem in the quality of the manufactured epitaxial wafer, but the impurities incorporated in the wafer have already been lowered to the detection limit or lower. In addition to the fact that the improvement of the impurity reduction effect by increasing the thickness of the polysilicon film cannot be expected any more, it is conceivable that the productivity deteriorates and the cost for coating the susceptor, the metal member, etc. increases. Therefore, if the thickness of the polysilicon film is 20 μm or less, it is preferable because it is easy to cover and can maintain high productivity, and it is easy to remove the polysilicon film after vapor phase growth.
このとき、原料ガスとしてSiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4のうち少なくとも一つを用いることにより、サセプタ3上に形成したポリシリコン膜はエピタキシャルプロセス中でも除去されず、さらに、その後前記サセプタ3上に載置され、気相成長を行うウェーハWに対して不純物とはならず、より生産性の高い気相成長を行うことができるため好ましい。 At this time, by using at least one of SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , and SiCl 4 as a source gas, the polysilicon film formed on the susceptor 3 is not removed even during the epitaxial process, and further on the susceptor 3 thereafter. It is preferable that the wafer W which is placed on the substrate and is subjected to vapor phase growth does not become an impurity and can perform vapor phase growth with higher productivity.
このような原料ガスのSiHCl3やSiH2Cl2等が熱分解すると中間生成物であるSiCl2などの不安定な化合物が生成される。これによってサセプタのウェーハ載置面上にSiが析出されポリシリコン膜が形成される。 When such source gases such as SiHCl 3 and SiH 2 Cl 2 are thermally decomposed, unstable compounds such as intermediate products such as SiCl 2 are generated. As a result, Si is deposited on the wafer mounting surface of the susceptor to form a polysilicon film.
このようにしてポリシリコン膜を成長させている最中に、少なくとも1回以上、リフトピン5をウェーハリフトシャフト7によって上下動させることによって、リフトピン5とサセプタ3とを相対的に上下動させる。
During the growth of the polysilicon film in this way, the lift pins 5 and the susceptor 3 are moved up and down relatively by moving the lift pins 5 up and down by the
このような操作を行うことにより、サセプタ3上に形成されるポリシリコン膜の成長中に、サセプタ3とリフトピン5との貼り付きを抑止することができるため、低コストで、且つ容易にパーティクルレベルを抑制しながらウェーハW上にエピタキシャル層を成長させることができる。
尚、リフトピンを上下動させる幅や速度については特には限定されず、リフトピンが、サセプタ上に成長したポリシリコン膜及びサセプタに形成されたリフトピン貫通孔を貫通して移動するように操作すれば良い。
By performing such an operation, it is possible to suppress sticking between the susceptor 3 and the lift pins 5 during the growth of the polysilicon film formed on the susceptor 3, so that the particle level can be easily achieved at low cost. An epitaxial layer can be grown on the wafer W while suppressing the above.
The width and speed for moving the lift pin up and down are not particularly limited, and the lift pin may be operated so as to move through the polysilicon film grown on the susceptor and the lift pin through hole formed in the susceptor. .
前記リフトピン5の上下動を行うタイミングとしては、サセプタ3上に、ある程度ポリシリコン膜が成長しているときが好ましく、例えば成長したポリシリコン膜の膜厚が8μm以上20μm以下のときに、少なくとも1回リフトピン5を上下動させることができる。目的とするポリシリコン膜の膜厚が20μm以上である場合は、その後、前記リフトピン5の上下動を行った時点から増加したポリシリコン膜の膜厚が8μm以上20μm以下となったときに、再び少なくとも1回リフトピン5を上下動させ、ポリシリコン膜が目的とする膜厚となるまで上記操作を繰り返せば良い。
The timing for moving the
上記のように、ポリシリコン膜及び被覆膜を形成した後、サセプタ上にシリコンウェーハを載置して、その主表面にシリコンエピタキシャル層を気相成長させる。
最初に、投入温度(例えば500〜700℃)を調整したチャンバー2内にシリコンウェーハWを投入し、その主表面が上を向くように、サセプタ3の上面のウェーハ載置面に載置する。ここでチャンバー2内には、シリコンウェーハWが投入される前段階から、ガス導入管8を介して水素ガスが導入されている。
As described above, after forming the polysilicon film and the coating film, a silicon wafer is placed on the susceptor, and a silicon epitaxial layer is vapor-phase grown on the main surface thereof.
First, the silicon wafer W is put into the chamber 2 in which the charging temperature (for example, 500 to 700 ° C.) is adjusted, and is placed on the wafer placing surface on the upper surface of the susceptor 3 so that the main surface faces upward. Here, hydrogen gas is introduced into the chamber 2 through the
次に、サセプタ3上のシリコンウェーハWを、不図示の加熱装置により水素熱処理温度(例えば1050〜1200℃)まで加熱する。
次に、シリコンウェーハWの主表面に形成されている自然酸化膜を除去する為の気相エッチングを行う。この気相エッチングは、次工程である気相成長の直前まで行われる。
Next, the silicon wafer W on the susceptor 3 is heated to a hydrogen heat treatment temperature (for example, 1050 to 1200 ° C.) by a heating device (not shown).
Next, vapor phase etching for removing the natural oxide film formed on the main surface of the silicon wafer W is performed. This vapor phase etching is performed until immediately before the next vapor phase growth.
次に、シリコンウェーハWを所望の成長温度(例えば1000〜1180℃)まで降温させ、シリコンウェーハWの主表面上に、ガス導入管8を介して原料ガス(例えばトリクロロシラン:SiHCl3)及びキャリアガス(例えば水素)をそれぞれ略水平に供給することによって、シリコンウェーハWの主表面上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させてシリコンエピタキシャルウェーハを製造する。
Next, the temperature of the silicon wafer W is lowered to a desired growth temperature (for example, 1000 to 1180 ° C.), and a source gas (for example, trichlorosilane: SiHCl 3 ) and a carrier are formed on the main surface of the silicon wafer W through the
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(実施例1)
図1に示す気相成長装置を用いて、先ず、チャンバー内を1150℃まで加熱し、HClガスを導入することで、サセプタのウェーハ載置面及びチャンバー内壁に堆積したポリシリコンを気相エッチングで除去してクリーニングした。
その後チャンバー内を1100℃とし、ガス導入管より原料ガスとしてSiHCl3を、キャリアガスとして水素ガスを供給して、サセプタのウェーハ載置面上にポリシリコン膜を成長させた。ここで、下記表1に示したように、成長中のポリシリコン膜の膜厚が8μmとなったときに、1回リフトピンを上下動させ、その後7μmのポリシリコン膜を成長させることによって、最終的に膜厚15μmのポリシリコン膜を形成した。
Example 1
Using the vapor phase growth apparatus shown in FIG. 1, first, the inside of the chamber is heated to 1150 ° C., and HCl gas is introduced, so that the polysilicon deposited on the wafer mounting surface of the susceptor and the inner wall of the chamber is vapor-phase etched. Removed and cleaned.
Thereafter, the inside of the chamber was set to 1100 ° C., SiHCl 3 was supplied as a source gas from a gas introduction pipe, and hydrogen gas was supplied as a carrier gas, so that a polysilicon film was grown on the wafer mounting surface of the susceptor. Here, as shown in Table 1 below, when the thickness of the growing polysilicon film reaches 8 μm, the lift pin is moved up and down once, and then a 7 μm polysilicon film is grown to obtain the final film. Thus, a polysilicon film having a thickness of 15 μm was formed.
このようにポリシリコン膜が形成されたサセプタのウェーハ載置面上に、直径200mm、P型で抵抗率10Ωcmのシリコン単結晶ウェーハを載置し、温度1100℃で、ガス導入管より原料ガスとしてSiHCl3を、キャリアガスとして水素ガスを供給して、10μmのエピタキシャル成長を行い、シリコンエピタキシャルウェーハを製造した。
このようにして製造したシリコンエピタキシャルウェーハを50枚用意し、これらシリコンエピタキシャルウェーハ上に発生したパーティクルの発生率を測定した。このときの結果を図2に示す。
A silicon single crystal wafer having a diameter of 200 mm and a resistivity of 10 Ωcm is placed on the wafer placement surface of the susceptor on which the polysilicon film is formed as described above. SiHCl 3 was used as a carrier gas to supply hydrogen gas, and epitaxial growth of 10 μm was performed to manufacture a silicon epitaxial wafer.
50 silicon epitaxial wafers manufactured in this way were prepared, and the generation rate of particles generated on these silicon epitaxial wafers was measured. The result at this time is shown in FIG.
(比較例1)
下記表1に示したように、サセプタ上に成長させたポリシリコンの膜厚を8μmとし、ポリシリコン膜成長中にリフトピンを上下動させなかったこと以外は実施例1と同様にしてシリコンエピタキシャルウェーハを製造した。
このようにして製造したシリコンエピタキシャルウェーハを50枚用意し、これらシリコンエピタキシャルウェーハ上に発生したパーティクルの発生率を測定した。このときの結果を図2に示す。
(Comparative Example 1)
As shown in Table 1 below, a silicon epitaxial wafer was formed in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the polysilicon grown on the susceptor was 8 μm and the lift pins were not moved up and down during the growth of the polysilicon film. Manufactured.
50 silicon epitaxial wafers manufactured in this way were prepared, and the generation rate of particles generated on these silicon epitaxial wafers was measured. The result at this time is shown in FIG.
(比較例2)
下記表1に示したように、ポリシリコン膜成長中にリフトピンを上下動させなかったこと以外は実施例1と同様にしてシリコンエピタキシャルウェーハを製造した。
このようにして製造したシリコンエピタキシャルウェーハを50枚用意し、これらシリコンエピタキシャルウェーハ上に発生したパーティクルの発生率を測定した。このときの結果を図2に示す。
(Comparative Example 2)
As shown in Table 1 below, a silicon epitaxial wafer was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the lift pins were not moved up and down during the growth of the polysilicon film.
50 silicon epitaxial wafers manufactured in this way were prepared, and the generation rate of particles generated on these silicon epitaxial wafers was measured. The result at this time is shown in FIG.
前述のように、サセプタ上に形成するポリシリコン膜の膜厚を厚くするほど、製造されるエピタキシャルウェーハの汚染レベル、ヘイズレベル等を低減できることがわかっている。しかし、比較例1及び比較例2の結果からわかるように、ポリシリコン膜を厚く形成すると、製造されるエピタキシャルウェーハのパーティクルレベルは悪化してしまう。 As described above, it has been found that the greater the thickness of the polysilicon film formed on the susceptor, the lower the contamination level, haze level, etc. of the manufactured epitaxial wafer. However, as can be seen from the results of Comparative Examples 1 and 2, when the polysilicon film is formed thick, the particle level of the manufactured epitaxial wafer deteriorates.
ここで、実施例1のように、ポリシリコン膜成長中に少なくとも1回以上リフトピンを上下動させることにより、サセプタとリフトピンとの貼り付きを抑止することができるため、たとえポリシリコン膜の厚さを厚くしても、パーティクルレベルの悪化を抑制しながらシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができることがわかる。
尚、上記実施例1においては、リストピンの上下動を1回行っただけで十分な結果が得られ、2回以上行う必要がなかったために1回しか行わなかったが、もちろん2回以上行っても良い。
Here, as in the first embodiment, since the lift pins are moved up and down at least once during the growth of the polysilicon film, sticking between the susceptor and the lift pins can be suppressed. It can be seen that even if the thickness is increased, a silicon epitaxial wafer can be produced while suppressing deterioration of the particle level.
In Example 1 above, sufficient results were obtained by moving the wrist pin up and down only once. Since it was not necessary to perform it twice or more, it was performed only once. Of course, it was performed twice or more. May be.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
1…気相成長装置、 2…チャンバー、 3…サセプタ、4…ウェーハ回転機構、
5…リフトピン、 6…リフトピン貫通孔、 7…ウェーハリフトシャフト、
8…ガス導入管、 9…ガス排出管、 W…ウェーハ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vapor growth apparatus, 2 ... Chamber, 3 ... Susceptor, 4 ... Wafer rotation mechanism,
5 ... Lift pin, 6 ... Lift pin through hole, 7 ... Wafer lift shaft,
8 ... gas introduction pipe, 9 ... gas discharge pipe, W ... wafer.
Claims (4)
前記ウェーハ載置面上にポリシリコン膜が形成されたサセプタ上にウェーハを載置し、原料ガスを供給しながら前記ウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させる工程と、を有するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法であって、
前記ポリシリコン膜成長中に、1回以上前記リフトピンとサセプタを相対的に上下動させることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。 A step of growing a polysilicon film by supplying a source gas on a wafer mounting surface of a susceptor having lift pin through holes for allowing the lift pins to pass through;
Mounting a wafer on a susceptor having a polysilicon film formed on the wafer mounting surface, and vapor-phase-growing an epitaxial layer on the wafer while supplying a raw material gas. A method,
A method of manufacturing a silicon epitaxial wafer, wherein the lift pins and the susceptor are relatively moved up and down at least once during the growth of the polysilicon film.
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